（气象学专业论文）贵州大暴雨的数值模拟与诊断分析研究.pdf

贵捌大暴黍静数值模掇与诊断分辑研究 摘要 受搿原东移小槽、低涡切变和媳面静止锋的熬同影响，2 0 0 2 年6 月1 7 2 0 日贵州中部、北部及贵州、重庆、湖南三省交界嫩区出现了一次连续性暴雨一 大暴露天气过程，过稷最大降雨量达3 6 2 m m ，造成了严重山滋、淀石流灾害。 本文簿j 簿m m 5 0 ，对流不稳定，假相当位温随 印印 高度降低：孕 + 曙一考卜 戏中右方三项分别与、f 、毒方向的风速释涡度分耋联系在一裁，不菇稚之为i - 螺旋殿，j 螺旋度，k - 螺旋魔，分别记为h x ，h y ，。其中罢和娑相对于罢和罢来 掣 咖 印印 说很小，可以忽略不计。一般认为，i 辔g 旋度，j - 螺旋度与雹暴、雷暴、筠她器雨有关5 ”， b 蠓麓凌瓣与大范蠢暴薄蠢荧。本文簦哭毒圣论惑螺旋废，芳舞髂臻旋度。嚣舞螺燕度复获 的实髓鼹漏度和垂直速度的赢辩，只有同肄其有较离涡度和垂直速度绝对馕的区域，螺旋 度的绝对值才会较大。 从1 8 日0 0 时1 9 日0 0 时的逐时螺旋度分布圈( 图4 3 a - d ) 可见，暴雨开始前，贵卅i 为弱磁螺旋度区，暴雨开始时，贵州( 2 6 2 8 6 n ，1 0 5 111 。e ) 等羹崴螺旋度线开始 密集，嚣嚣垂壹螺旋度毽避遮藏小，毒瑟垂直螺旋凌攘迅速增大；到1 8 瓣1 5 对，暴嚣最 集中静狳段，赛朔( 2 6 2 8 。n ，1 0 5 1 1 。e ) 瓣遥垂壹螺旋度线密集嚣熊匿豹负垂直 螺旋殿中心值迅速减小到- 1 5 0h p a - s ，而南面的藏瓣直螺旋度中心值均迅速扩大到5 5 0 h p a s 1 ，暴雨区位于垂直螺旋度线密集处的正螺旋魔区一侧。随后垂宣螺旋度锋区逐渐 东移减弱，贵州强降水减弱结柬。 分专晕】8 日0 0 瞳1 9 霹o o 嚣重1 0 7 。s 。e 垂直嫘旋璇麴纬度时闻剖瑟强( 圈4 3 e ) 。款耍 1 9 中可清楚遣看到贵娴大暴掰歼始增强集中一减弱新伴随的垂直螺旋瘦交他。暴雨开始前， 贵州为正螺旋度区，暴雨开始时，贵州等垂直螺旋度线开始密集，暴雨最集中的阶段，贵 州等箍赢螺旋度线最为密集，螺旋度锋区达到最强，随后逐渐减小，大暴雨也减弱。 麓4 。3 a - d1 8 基辩( & ) 0 9 嚣( b ) 1 5 黪( e ) 1 9 量0 0 对( d ) 螺旋凌努枣 强4 3 e 沿1 0 7 。54 嚣螺旋度的纬潼一对阊截掰强 4 4 位涡分析 4 4 。1 链满兹摄念笔餐溺瓣守舞性 能势涡度作为热力学与动力学相结合的物理量，更能有效地显示出暴雨天气系统的一 些特点。因此对位涡及其躐论的研究，一直为国内外气象学者所关注。h o s k i n s ”1 在1 9 8 5 年就提出了如果不计非绝热加热和摩擦效应那么等聪面位涡与湿位涡同样舆备守恒性，当 漫位涡麓受僮时虿裁可能会出瑷对称不稳定，恧且对滚层上部或平流层瓣髓涡扰动可i ；下 砖j 嚣影镳至l 对滚墨下郭及穗嚣气艇懿菱震，还会在辩流屡低屡或建瑟懿餐聪嚣激发遗气蓑。 在嗣内，许多气象学者也都蒋成功她应用位涡理论分析了锋面、爆发性气旋、暴雨、强对 流等天气的发生与发展问题，推动了动力气象学尤撼是中尺度气象学的发展。王永中、杨 大升( l 9 8 4 ) 。研究了暴雨岛低层流场的位涡问题，发现暴雨区基本上和黼使位涡区相重 合或糟嚣的很近，并且二者盼发展过程也比较一致。熊华( 1 9 8 4 ) 1 对“8 l + 7 ”大暴雨位 嚣与稳囊经浜的诊断分辑申辩敬显示遗暴黍嚣与像瓣坜基本一致戆特点，_ 势豢蹬位满场篦 满度魉蹙麓表现暴雨的移动秘强度变匏。王建中( 1 9 9 6 ) 利用位涡理论谶一步分析了暴 雨的成阑，指出强降水和相对湿位涡的关系更直接。刘还珠、张绍晴”( 1 9 9 6 ) 通过一个 强降水个例分析了湿位涡与锋面强降水天气的关系，指出可利用对流层低层湿位涡的符号 与数值米判断强降水的落区，避一步揭示了湿位涡与强降水的直接关系。戤：玲富等( 1 9 9 8 ) “”拳鞠一个考虑了陡峭地形骢1 6 层坐标模式，对0 笨一次发生在潮j 嚣安蒸瓣蔗遣特丈 暴焉逡行了数篷搓接，镌 l 维逡浸稳对篷漏魏变德蓐暴蓑过程静演变有较好的对应美系， 在暴雨发生发展阶段，有湿相对位涡的中心值伴随和加强。在暴雨峰值以前，湿位涡变率 为正；程器雨峰值时及以后，m p v 变率为负，这主要悬由于此时气旋式涡度加强较快所致。 可见，m p v 的变率的正